萬萬沒想到殲20製造這麼牛：碳纖維複合材料整整領先F22一代

6月25日，據國內有關媒體披露，「C919複合材料機翼典型盒段靜力和損傷容限試驗在商飛北京研發中心全部完成，滿足了CCAR-25-R4（等同於美國民機試航標準的我民機試航版本）相關適航條款要求，標誌著我國已經掌握滿足國際民機適航要求的大型民機複合材料主承力結構強度驗證能力，為後續複合材料機翼全尺寸盒段靜力和疲勞/損傷容限試驗奠定了堅實基礎。」碳纖維複合材料具有比強度和比剛度高，力學性能可設計等優點，是大型民用飛機理想的結構材料，可以實現飛機結構減重20%至30%。上世紀80年代研製生產的的美國波音757和波音767客機的複合材料只佔總重的4%；隨著燃油成本的節節攀升，複合材料在民用飛機的應用也越來越多。

上世紀90年代研製生產的波音777和歐洲空客A340的複合材料用量突破10%，上升到11%和14%；到了21世紀初，歐洲空客研製生產的最大民用客機A380，複合材料的比重已達到25%；目前，代表了當今世界民用飛機製造技術最高水平的是21世紀10年代投入使用的波音787和空客A350，其複合材料的用量高達50%和52%。可以說，先進複合材料用量占飛機結構總重的多少，在某種程度上已經成為評價該飛機技術先進程度和市場競爭力的重要指標。我國20世紀70年代研製的運十民用客機機身主要材料為鋁、鈦、鋼等金屬材料，其70%的零部件主要採用鋁質材料，鈦、石墨和玻璃纖維也得到了一定應用，但規模很小。隨著運十的下馬，我國所用的民用飛機主要從國外購買，我國民用航空材料的的差距也與國外越拉越大。進入21世紀後，隨著我國自主研製的ARJ21-700支線客機研製成功，大型軍用運輸機運20的成功定型，堅定了我們研製民用大飛機的決心。

據資料介紹，ARJ21 的鋁合金用量是75%，鈦合金用量是4.8%，複合材料用量是8%。藉助這個項目，我國在飛機複合材料的研究和使用前進了一大步，但也只是歐美20世紀80至90年代的水平。C919，是我國繼運10之後自主研製的第二種國產大型客機。2017年5月5日，C919 首架機在上海圓滿完成首飛。據資料披露，C919在複合材料應用上也取得突破性進展，其應用範圍涵蓋方向舵等次承力結構和飛機平尾等主承力結構，主要包括雷達罩、機翼前後緣、活動翼面、翼梢小翼、翼身整流罩、後機身、尾翼等部件。這是國內首次在民用飛機的主承力結構、高溫區、增壓區使用複合材料，對實現機體結構的輕量化效益明顯 。由於碳纖維複合材料的優點是密度低，能幫助飛機減重，缺點是工藝複雜，生產過程不好控制，導致產品質量不穩定，對環境敏感，抗衝擊能力低，對維護和維修要求。

據資料披露，C919複合材料結構適航驗證是個規劃龐大的積木式試驗矩陣，從低到高，從典型盒段到全尺寸試驗，從先完成靜力試驗滿足首飛條件，再進行疲勞試驗得出飛機使用壽命，最後進行衝擊損傷和修理驗證試驗得出飛機的極限使用條件和修理使用經驗。只有這樣，才可能具備與歐美大型客機相競爭的條件和實力，在國際國內市場搶到訂單。並且媒體也首次披露，C919按照適航要求開展了T800級碳纖維複合材料試驗，目前國內公開報道使用國產複合材料最高等級的是殲20戰鬥機的T700級碳纖維，領先F-22的T-300材料整整一代。

不過從公開資料分析，上海飛機製造有限公司正與英國吉凱恩集團合作製造C919水平尾翼項目中的技術協調等工作，而英國吉凱恩集團目前是世界頂級的航空航天複合材料廠商，因此可能目前C919用的T800級碳纖維還是用的進口材料。因此，C919複合材料結構適航驗證將來可能還包括對國產T800級碳纖維進行試航驗證的任務。目前，中建材集團有限公司所屬下的中復神鷹碳纖維有限責任公司已滿負荷穩定運行國產千噸級T800碳纖維生產線，關鍵技術和核心裝備均為自主研發和設計， 商飛和中建材已決定在雙方複合材料方面展開深入戰略合作，我國的C919在不遠的將來，必將用上國產T800級碳纖維複合材料。

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